211service.com
Upptäcker videoförfalskningar
Forskare kan redan upptäcka sofistikerade manipulationer i stillbilder, men de har bara börjat ta itu med samma problem i video.
Några av de tidiga video-kriminaltekniska ansträngningarna kommer från Dartmouth College, där Hany Farid , professor i datavetenskap, och forskaren Weihong Wang har illustrerat en metod för att upptäcka om en högkvalitativ video har sparats på nytt – ett tecken på att någon har manipulerat originalfilen.
Även om Farids teknik inte skulle fungera bra med YouTube-videor av låg kvalitet, säger han, är den väl lämpad för högkvalitativ video som den från övervakningskameror. Verktygen blir allt mer sofistikerade för att manipulera video och ljud, säger Farid. Vi kan lika gärna ta tag i det.
Forskarnas verktyg mot förfalskning använder matematiska knep som utnyttjar det förutsägbara sättet på vilket videor komprimeras till vanliga MPEG-filer. Videokomprimering fungerar utifrån antagandet att det inte finns mycket rörelse mellan en serie videorutor, så det är inte nödvändigt att behålla varje bildruta. Men informationen om rörelsen bibehålls fortfarande: komprimeringsalgoritmen tittar på en första bildruta och en andra bildruta, och den extraherar siffror som representerar rörelseskillnaden mellan dem. Siffrorna beskriver hur man återskapar den andra ramen från den första ramen, säger Farid, och kan sparas utan att ta upp lika mycket lagringsutrymme som den andra ramen skulle. Denna process upprepas för efterföljande bildrutor. När den sträcker sig längre från den ursprungliga högkvalitetsramen, introduceras dock fler fel. Därför, säger Farid, är var tolfte bildruta i en MPEG-video en stillbild av hög kvalitet som startar processen på nytt.
Farid säger att den högkvalitativa bilden som visas var tolfte bildruta inte är något annat än en JPEG, ett bildformat som, som han och hans team tidigare visat, är känsligt för att komprimeras flera gånger. Föreställ dig att du tar en videosekvens, manipulerar med den och sparar den igen, säger han. Nu har du den här dubbla JPEG-komprimeringen. Att komprimera bilderna två gånger, säger Farid, introducerar en statistisk signatur som avslöjas när videon analyseras med signalbehandlingsprogram. Att upptäcka omkomprimeringssignaturen för JPEG i en video bevisar att filen har sparats om minst en gång, vilket indikerar manipulering.
Farids förfalskningstest undersöker också en annan aspekt av MPEG-komprimeringen: felet som introduceras när rörelse mellan bildrutor uppskattas. Rörelsefelet visar sig vara mycket värdefullt för oss, säger han. Mellan varje bildruta i en MPEG-fil finns en förutsägbar typ av rörelsefel, men när ramar tas bort förändras felet på ett märkbart sätt. Kombinationen av denna feldetektering och JPEG-komprimeringstestet är väldigt bra på att upptäcka när du raderar en handfull bildrutor, säger Farid.
Jag tycker att det är ett väldigt intressant tillvägagångssätt, säger Edward Delp , professor i el- och datorteknik vid Purdue University, i Lafayette, Indiana. Tekniken är en förlängning av det tidigare bildforensiska arbetet från Farids labb, säger han.
Du kommer att se mer och mer i framtiden eftersom det är så lätt för människor att skaffa och bearbeta videorna, säger Delp. De juridiska konsekvenserna är viktiga, särskilt när det gäller övervakningsvideo, från vilken ett par bildrutor med en person som går förbi lätt kan tas bort. Frågan som går till domstolen är, hur bevisar man att det verkligen är videon som kom ut ur kameran? han säger. Och vi kommer att behöva fler verktyg för att avgöra om [videon] har manipulerats och om den är autentisk.
Farids team samarbetar med Adobe, tillverkare av videoredigeringsprogramvaran Premier, för att få en bättre förståelse för hur företagets redigeringsverktyg kan omvändas.
Dartmouth-metoden är dock inte idiotsäker för videor av hög kvalitet. Att ta bort ramar i multipler av tolv kan lura systemet. Du kan komma runt det – ingen tvekan om det, säger Farid. Det är därför han och hans team utvecklar en uppsättning verktyg för att upptäcka manipulering som använder olika tekniker, som inte är känsliga för egenskaperna med MPEG-komprimering. Precis som med bildkriminaltekniken förväntar vi oss att varje teknik kan kringgås, men att kringgå en större uppsättning verktyg kommer att bli allt svårare, tillägger han. Det nuvarande arbetet, säger Farid, är dock en bra utgångspunkt, och metoden kommer fortfarande att vara användbar som ett första test för att avgöra om videor har bearbetats av okunniga redaktörer.